氣體分子量的測(cè)定
化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-10-21
一、氣體分子量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
1.了解用相對(duì)密度法測(cè)定氣體分子量的原理和方法:
2.學(xué)習(xí)啟普發(fā)生器洗氣瓶和于燥管的裝置和使用方法,練習(xí)分析天平和臺(tái)天平的使用等基本操作。
二、氣體分子量的測(cè)定提要
在同溫同壓下,同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。因此在同溫同壓下,同體積的兩種氣體(A與B)的重量之比等于它們分子量之比,等于它們分子量之比，即
W(A) MG(A)
------- =-------------
W(B) MG(B)
其比值為兩種氣體的相對(duì)密度。
本實(shí)驗(yàn)中分別測(cè)定在一定溫度和壓力下,二氧化碳的重量(Wco)和同體積的空氣的重量(W空氣),并根據(jù)二氧化碳對(duì)空氣的相對(duì)密度(W\W CO2/空氣 )空氣的平均分子量(29),由式(5-1)計(jì)算二氧化碳的分子量。
三、儀器和藥品
1.儀器
制備二氧化碳的儀器(啟普發(fā)生器、洗氣瓶、U形管、橡皮塞、橡皮管、導(dǎo)氣管)分析天平臺(tái)天平(公用)錐形瓶(250ml)軟木塞、橡皮圈、溫度計(jì)、氣壓計(jì)(公用)
2.藥品
鹽酸HCl(6N)
硫酸H2SO4(濃)
石灰石CaCO3(固)
無水氯化鈣CaCl2(固)
玻璃纖維
四、氣體分子量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.二氧化碳?xì)怏w的制備[注]
制備二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置如圖5-1所示。在啟普發(fā)生器的球形容器中盛有石灰石(或大理石)CaCO3,從安全漏斗注入適量6N鹽酸(啟普發(fā)生器的使用方法參看19頁)。打開活塞，則鹽酸從底部上升與石灰石接觸,發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。氣體經(jīng)過裝水的洗氣瓶以除去氯化氫和其它可溶性雜質(zhì);經(jīng)過裝濃H2SO4的洗氣瓶以及裝無水氯化鈣和玻璃纖維的U形管,以進(jìn)一步除去氣體中的水分和其它雜質(zhì);最后經(jīng)導(dǎo)氣管放出。先排氣4~5分鐘,使全部裝置中的空氣被二氧化碳代替后,關(guān)閉活塞待用。
[注]由實(shí)驗(yàn)預(yù)備室裝備好。
2.二氧化碳分子量的測(cè)定
取1只250ml錐形瓶,洗凈,烘干(實(shí)驗(yàn)預(yù)備室事先準(zhǔn)備好),并配上合適的軟木塞,在瓶上用橡皮圈標(biāo)明軟木塞的深度,然后放在分析天平上稱量(準(zhǔn)確至0.001克),記下其重量W1。
打開木塞,將導(dǎo)氣管插入錐形瓶的底部(為什么?),再打開啟普發(fā)生器的活塞,通入二氧化碳約4~5分鐘(CO2的流速可用活塞適當(dāng)調(diào)節(jié),但不能太小,一般從濃H2SO4中冒出的氣泡以每秒約4~5個(gè)為宜)。然后輕輕取出導(dǎo)氣管用軟木塞塞住錐形瓶口(至橡皮圈標(biāo)明的位置）。再在分析天平上稱量(并記下數(shù)據(jù))。重復(fù)通CO2和稱量的操作,直到兩次重量相差不超過1~2毫克為止(表明瓶?jī)?nèi)空氣已全被二氧化碳所代替),記下其重量W2。
為了測(cè)定錐形瓶的體積,往瓶中裝水至橡皮圈標(biāo)明的位置,塞上軟木塞(注意:瓶外壁勿沾水），然后在臺(tái)天平上稱重并記下其重量W3。W3-W1即為水的重量(空氣的重量在此可忽略不計(jì)）。根據(jù)水的重量和密度(以1克·毫升-1計(jì))，計(jì)算出水的體積,這也就是錐形瓶的體積
W3-W1
V=------------
1
根所得的錐形瓶體積(即空氣的體積)、實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度和大氣壓力,由氣體狀態(tài)方程式求得空氣重量W空氣,進(jìn)而計(jì)算出二氧化碳的重量Wco2,Wco2=W2-(W1-W空氣),再根據(jù)式（5-1），求出二氧化碳的分子量MG。
五、氣體分子量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備的思考題
1.用什么方法可以證明錐形瓶中的空氣已完全被二氧化碳所代替?
2.為什么裝滿二氧化碳的錐形瓶和軟木塞的重量要在分析天平上稱量,而裝滿水的錐開瓶和軟木塞的重量可以在臺(tái)天平上稱量?
3.為什么在計(jì)算錐形瓶體積時(shí)不考慮空氣的重量,而在計(jì)算二氧化碳重量時(shí)卻要考慮空氣的重量?
4.使用啟普發(fā)生器,有哪些應(yīng)注意之處?
.jpg "制備和收集二氧化碳的裝置")
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